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高鹽、高COD、高氨氮廢水處理技術(shù)與挑戰！

發(fā)布時(shí)間：

2025-04-29

來(lái)源：

作者：

高鹽高COD高氨氮廢水因其復雜特性和嚴重危害，已成為水處理領(lǐng)域亟待攻克的難題。本文全面剖析該類(lèi)廢水的來(lái)源、特性與危害，詳細闡述當前主流處理技術(shù)，包括物理、化學(xué)和生物處理法，探討處理技術(shù)的聯(lián)用策略，分析現存挑戰并展望未來(lái)發(fā)展方向，旨在為實(shí)現此類(lèi)廢水的高效、經(jīng)濟處理提供理論依據和技術(shù)參考。

廢水來(lái)源、特性與危害

1.來(lái)源

在化工行業(yè)，有機合成、農藥生產(chǎn)等過(guò)程中使用大量無(wú)機鹽和含氮化合物，會(huì )產(chǎn)生此類(lèi)廢水；制藥行業(yè)的發(fā)酵、藥物合成工序，食品加工行業(yè)的腌制、發(fā)酵環(huán)節，以及印染行業(yè)的前處理和染色工藝，也是這類(lèi)廢水的主要來(lái)源。

2.特性

高鹽高COD高氨氮廢水成分復雜，除了含有大量的氯化鈉、硫酸鈉等鹽類(lèi)，以及高濃度的化學(xué)需氧量（COD）表征的有機物，還存在高濃度的氨氮，包括游離氨和銨離子形式。廢水中的高鹽度導致滲透壓高，對微生物具有毒害作用，抑制微生物的生長(cháng)和代謝；高濃度的氨氮不僅對水生生物有毒害，還會(huì )消耗水中的溶解氧，加劇水體污染；復雜的有機物使得廢水的可生化性差，常規生物處理難以有效降解。

3.危害

直接排放會(huì )使受納水體的鹽度升高，影響水生生物的生存和繁殖，導致生物多樣性下降。高氨氮會(huì )引發(fā)水體富營(yíng)養化，造成藻類(lèi)過(guò)度繁殖，消耗水中溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭，破壞水生態(tài)系統。此外，高鹽高COD高氨氮廢水還會(huì )滲入土壤，導致土壤鹽堿化，影響土壤肥力和農作物生長(cháng)。

處理技術(shù)

1.物理處理技術(shù)

吹脫法：利用廢水中的氨氮在堿性條件下以游離氨的形式存在，通過(guò)向廢水中通入空氣或蒸汽，使游離氨從液相轉移到氣相，從而達到去除氨氮的目的。在pH值為11左右，水溫升高時(shí)，吹脫效率可顯著(zhù)提高。但吹脫過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量含氨廢氣，需進(jìn)行后續處理，否則會(huì )造成大氣污染。

蒸發(fā)濃縮法：通過(guò)加熱使廢水蒸發(fā)，水分汽化后，鹽類(lèi)、有機物和氨氮得以濃縮。多效蒸發(fā)和機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)（MVR）是常用的蒸發(fā)技術(shù)。多效蒸發(fā)利用多效蒸發(fā)器串聯(lián)，實(shí)現能量的梯級利用，降低能耗；MVR則通過(guò)壓縮機壓縮二次蒸汽，提高其熱能利用率。蒸發(fā)濃縮法可實(shí)現水與污染物的初步分離，但設備投資大，運行成本高，且易出現結垢和堵塞問(wèn)題。

2.化學(xué)處理技術(shù)

折點(diǎn)加氯法：向廢水中加入過(guò)量的氯氣或次氯酸鈉，將氨氮氧化為氮氣。在反應過(guò)程中，當氯氣加入量達到某一值時(shí)，水中的余氯含量最低，氨氮濃度降為零，該點(diǎn)即為折點(diǎn)。折點(diǎn)加氯法反應速度快，去除效率高，但會(huì )產(chǎn)生氯代有機物等二次污染物，且氯氣的使用存在安全風(fēng)險。

化學(xué)沉淀法（MAP法）：向廢水中投加鎂鹽和磷酸鹽，使其與氨氮反應生成磷酸銨鎂（MAP）沉淀。在pH值為9 - 11，鎂離子、磷酸根離子與氨氮的摩爾比為1.2:1.2:1時(shí)，氨氮去除率可達90%以上?；瘜W(xué)沉淀法操作簡(jiǎn)單，可回收磷和氨資源，但沉淀劑投加量較大，成本較高，且產(chǎn)生的沉淀污泥需后續處理。

3.生物處理技術(shù)

短程硝化反硝化：傳統硝化反硝化過(guò)程中，氨氮先被氧化為亞硝酸鹽，再進(jìn)一步氧化為硝酸鹽，然后通過(guò)反硝化作用還原為氮氣。短程硝化反硝化則是將硝化過(guò)程控制在亞硝酸鹽階段，直接進(jìn)行反硝化。在高鹽環(huán)境下，通過(guò)控制溶解氧、pH值和溫度等條件，可富集短程硝化反硝化菌，提高氨氮去除效率，降低能耗和碳源消耗。但鹽度波動(dòng)和水質(zhì)變化對短程硝化反硝化菌的活性影響較大。

厭氧氨氧化：在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌利用亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮直接氧化為氮氣。厭氧氨氧化過(guò)程無(wú)需外加碳源，能耗低，污泥產(chǎn)量少。但厭氧氨氧化菌生長(cháng)緩慢，對環(huán)境條件要求苛刻，如溫度、pH值、溶解氧等，且高鹽度會(huì )抑制其活性。

處理技術(shù)聯(lián)用

單一處理技術(shù)難以滿(mǎn)足高鹽高COD高氨氮廢水的處理要求，因此多種技術(shù)聯(lián)用成為研究熱點(diǎn)。

“吹脫 - 生物處理”聯(lián)用，先通過(guò)吹脫法去除部分氨氮，降低后續生物處理的負荷，再利用耐鹽微生物進(jìn)行生物處理，降解有機物和剩余氨氮；

“化學(xué)沉淀 - 高級氧化”聯(lián)用，先通過(guò)化學(xué)沉淀法去除大部分氨氮，再利用高級氧化技術(shù)如芬頓氧化、臭氧氧化等降解難降解有機物；

“蒸發(fā)濃縮 - 生物處理”聯(lián)用，先通過(guò)蒸發(fā)濃縮實(shí)現水與污染物的初步分離，降低鹽度和污染物濃度，再利用生物處理進(jìn)一步凈化廢水。技術(shù)聯(lián)用能夠充分發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)勢，提高處理效果和經(jīng)濟性。

挑戰與展望

當前高鹽高COD高氨氮廢水處理技術(shù)面臨著(zhù)處理成本高、處理效率低、二次污染等挑戰。處理設備的投資和運行成本高，限制了一些技術(shù)的推廣應用；部分技術(shù)對廢水水質(zhì)和水量的變化適應性差，處理效率不穩定；一些化學(xué)處理方法產(chǎn)生的二次污染物需要進(jìn)一步處理。

未來(lái)應加強新型高效處理技術(shù)的研發(fā)，如開(kāi)發(fā)新型吸附劑、催化劑和耐鹽微生物菌株；優(yōu)化聯(lián)合處理工藝，實(shí)現不同技術(shù)的協(xié)同增效；探索資源回收利用的新途徑，如從廢水中回收鹽類(lèi)、磷和氨等資源，實(shí)現廢水的減量化、無(wú)害化和資源化處理，促進(jìn)工業(yè)可持續發(fā)展。